地鐵車站洪澇災害成因及對策

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【摘要】地下空間的洪澇災害正成為城市洪澇災害的一個新形式。本文針對城市地鐵車站，從設計、施工、運營三個時期考慮分析洪澇災害的成因，歸納總結目前成熟的地鐵車站的防洪排水工程措施，目的是對既有車站措施的不足加以改造，對新建車站防洪排澇措施的建設加以參考，最大程度的減少地鐵車站在施工期、運行期的倒灌隱患。

【關鍵詞】軌道交通；地下車站；防洪排澇；排水措施

一、研究背景

近年來，全國各地極端暴雨天氣發生情況增多，部分城市相繼出現地鐵車站被淹的事故。地鐵項目通常設于地面以下，是一個相對密閉的空間。地鐵與外界連通的途徑主要通過風井、出入口及線路洞口等形式。因此，在城市發生洪澇災害時，洪水將優先進入地鐵內部，并在外部地面條件未受影響的情況下，迅速波及地鐵整個連通區域。不僅會造成設備破壞等直接經濟損失，嚴重的話還可能會造成人員傷亡。除此以外，地鐵排水系統發生故障、地下水入滲等一系列地下工事的失效也會加劇災難的發生，還因其災后破壞的持久性而造成難以估算的間接損失。因此，地下空間的洪澇災害被視為城市洪澇災害的一個新形式。

二、成因分析

1.外部宏觀原因全球氣候變暖，水循環加快，再加上城市大規模發展導致的熱島效應，使得城市暴雨頻次明顯增加。城市建設導致原有地表下墊面形式的改變，地表水的入滲量急劇減少到近乎為零，從而使下墊面對洪水的調節及儲存能力大大降低，近乎全部的降水都要依賴于市政排水管網，由此地面徑流量增大，雨水匯集速度提高，洪峰出現時間提前。

2.內部建設原因（1）車站出入口設計標高不滿足或者出入口所處位置為室外道路坡度最低點，當雨水季節降雨量短時間增大、道路排水不暢時，此處室外地面內澇嚴重。（2）車站建設過程中施工措施不完備，雨水期間未考慮臨時排水措施，導致車站工地被淹進水。（3）運營管理欠缺，雨季時未做好充分準備，只能依靠一些簡便堵水措施如沙包、擋板、防水膜等對站廳進行保護，采用的措施及設備不僅外觀難看，且搬運操作不便。

三、地鐵洪澇設防工程措施

1.前期設計要求（1）車站選址應避免設置于地勢相對低洼、洪澇災害多發等區域。這些地方的降雨短時間無法從市政排水管網中迅速排出，從而大量聚集于路面，形成積水。（2）出入口及風亭周邊地面排水應與周邊道路、護坡等設施相互協調，協同形成完整的排水體系。路面雨水的排除應采用重力管道及雨水口的形式，或根據地面填土類型、地面高程及坡度等采用泵站主動排水。室外地面為苗圃、農田等尚未開發的荒地時，車站出入口及風亭應在外側設置邊溝，用以匯集和排除附近地面范圍內的地面水。在道路不存在內澇風險時，一般按照出入口口部標高按照高于路面1m進行設計。如現狀道路標高低于內澇標高值，即道路存在內澇風險時，出入口平臺的標高、風亭口部標高應按照高于內澇標高值的原則進行設計。合理增加出入口平臺高度及風亭口部標高能有效地降低地鐵車站出入口、風亭被積水倒灌的風險。我國現行《地鐵設計規范》對車站出入口、風亭防洪做了相關條文規定：地下車站出入口及風亭的出地面頂部結構擋墻標高應高于室外地面，同時應高于當地防洪標高。現狀地鐵工程對此規范的執行為：地下車站的出入口口部平臺高于室外地面500mm，風井口部的標高按高出地面1m控制，同時滿足當地防洪標高要求，當無法滿足時，應設防淹閘槽，槽高可根據當地最高積水位確定。（3）設置防淹閘槽，作為擋淹板使用，槽高要高于當地最高水位，可用于出入口平臺，電梯井出口，以及低風井周圍。（4）站內設置防淹門，據《地鐵設計規范》中指出：地鐵工程在穿越河道或湖泊等水域時，若出現隧道進水或者發生洪水入侵，會對整段地鐵區域造成安全影響。因此，需要在車站與區間交界處設置防淹門或其他防水淹措施，防止因其中某車站發生意外事故時，不至于影響其他區間及車站，從而最大限度地減少地鐵的受損風險，保護地鐵沿線的人身財產安全。此外，我們也可以采用防淹門來緩解洪水淹沒車站的速度。在地鐵發生洪澇災害時，開啟防淹門，在總體水量可控的情況下將水引至區間，保證事故車站站內人員的安全撤離。但如果控制不當，洪水會入侵相鄰車站，淹沒區間，如果區間有車輛正在行駛，反而造成更大的安全損失。因此在地鐵車站洪澇災害期間，應適當的啟閉隧道區間防淹門，最大限度的保證人員疏散，可以將災害損失降低。

2.排水設計要求（1）地勢低洼地區采取的排洪澇措施：當地鐵車站附近有低于最低路面的排水管網，且出入口及風亭地勢較高時，其地面區域可重力流的排水方式。重力流排水也是最保險的排水方式，沒有設備故障問題和其他工程建設問題。當自流無法及時排走路面積水時，可以考慮設置蓄水池進行調蓄，待洪峰過后，再將蓄水池的水排入市政排水管網或用于回用。但是蓄水池的設置條件比較嚴苛：要有合適的用地空間設置，且蓄水池能重力接入市政排水管網泄空；匯水面積不能太小，匯水量不大的區域可設置下沉式綠地等海綿城市措施；當無法重力排入市政管網時，蓄水池需要設置排水泵站進行主動抽排，但是泵房也會增加地鐵工程的建設成本和運營成本。（2）站內排水措施地下工程的進水事故在總量上具有不確定性，僅依賴排水設施無法預防，一旦發生大的事故也無法在短時間內排除，故目前地鐵建設的排水設施是不考慮超過設計標準的事故水量的排除。現有排水設施主要目標為結構滲漏、露天雨水、消防廢水及生活排水。對于地下車站敞開出入口、敞口風亭、地面電梯部位，結合土建構造上設置防淹閘槽（板）或坡道，以預防突發情況下大量雨水進入車站。如一旦進入，首先由各出入口，風亭底部集水坑潛污泵進行強排。但是，強排的最終歸宿依然是市政排水管網，在市政管網滿負荷的情況下，就算往地面的排出水量再大，依然會倒灌回車站。所以地鐵工程地下部分，防洪排澇主要還是以防為主，通過土建工程的防、堵的系統性手段，避免發生進水事故。而對于地下區間積水，受潛水泵揚程及臨時揚水管的強度限制，區間積水宜優先抽升到車站主廢水泵房或鄰近的區間廢水泵房后再提升至室外。若考慮自行配置臨時揚水管，由于區間長度太大及安裝時效，可行性不高。區間泵房可考慮往通過左右線區間消火栓管道向兩端車站或另一區間泵房提升，通過閥門控制，利用消防管道作為臨時揚水管進行排洪。綜上，在區間內增設搶險排水設備與電源一定程度上對縮短搶險時間確有必要，但由于事故進水量的不可確定性，建議還是加強運營管理巡查，以防為主。

3.加強預測預報與搶險預案車站運營應密切關注極端天氣氣象預報，一般極端天氣來臨前的降雨量預報是非常重要的，運營人員應根據此信息及時做好防護措施。并積極在暴雨來臨前做好防護專項檢查。檢查的內容重點包括：車站出入口防淹擋板設施是否完好，潛污泵的閥門、泵體是否損壞，車站站內的排水組織是否暢通，車站周邊有無新增的進水風險，必要的防護物資（沙袋等）及人員配置等。

四、結語

隨著城市軌道交通建設的迅猛發展，地下工程越來越多，洪澇災害對地鐵車站的危害影響變的越來越大，應對地鐵車站洪澇災害的措施需要不斷完善和提高標準。在地鐵車站的規劃、設計、建設、施工、運營等期間做好防洪措施，加強防洪意識，這對于地鐵車站的安全運行是非常必要的。本文歸納總結目前成熟的地鐵防洪澇工程措施，以期最大程度的杜絕地鐵車站在施工期、運行期的倒灌隱患。

【參考文獻】

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作者：陳堅 單位：廣州地鐵設計研究院股份有限公司